浅析公路勘察设计技术

摘要：近些年来，我国公路勘察设计技术取得了较快的发展和巨大的进步。因此，本文航空摄影测量、数字地面模型、GPS和RTK技术、遥感技术和GIS等为例，重点介绍它们在公路勘察设计中的应用，并分析了影响勘察设计的自然因素。

关键词：公路路线；勘察设计；科学技术

中图分类号：U412.36 文献标识码：A

随着我国公路基础设施建设的快速发展，已经取得了巨大的成就。同时以电子信息技术的快速发展，为公路勘察设计的发展提供了技术支持和和发展动力，可以有效提高公路的勘察和设计水平，可以采取各种有效的科技手段进行攻关；多项先进技术在公路勘测方面的应用，改变了传统的勘察设计手段，不断缩短与国际先进水平的差距。

一、先进科技技术在公路勘察设计中的应用

（一）航空摄影测量的应用

公路的勘察和设计离不开施工现场的地形图，在传统获取地形图的手段和方法中，就是组织大量的人力，投入大量的物力财力进行实地的测量，这样不仅会在很大程度上增加工作量，工作时间会很长，同时测量的时间也十分有限，存在着很大的局限性和落后性。航空摄影测量用航摄仪器对地面连续摄取像片，结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤，绘制出地形图的作业。这种方法比较方便快捷有效，在进行公路测量过程中，要对设定好的路线方案进行分析研究，在小比例的地形图上划定路线走廊，然后进行科学的航带设计以及摄影的测量，大大缩短了勘测和设计的时间。航空摄影测量经历了模拟、解析和数字的发展过程，数字摄影测量就是以数字影像为基础，运用计算机进行科学合理的分析和处理，就可以及时的确定被摄物体形状、空间位置以及性质。

（二）定线方法的改进

常规的路线定线方法，通常的情况下获得地形图后，再在纸上进行定线，如果工期比较紧，需要加快设计的速度，就可能无法在规定的时间内完成。如果采用处理后的航空像片就可以直接进行定线，这在实际测量设计过程中，已经得到广泛的应用。航空像片直接定线具体的操作程序就是首先要在航空摄影测量完成以后，要根据实际的工程设计和公路施工的地形，制作一定比例的带坐标格网和地名注记的放大的纠正像片图，对于落差比较大的山川地形，还要制作正摄影像图，这样就有效解决路线方案设计所需的地形等资料，工作和设计人员就可以直接利用航空像片进行定线。采用这种定线方法，帮助设计人员比利用地形图更能直观明了的确定地物地形与设计路线的关系，同时涵盖的范围更为广泛，可选择的优化方案更多。

（三）数字地面模型的应用

这种模型也成为DTM，就是利用地形点的三维坐标，按照一定的数学模型进行合理的分析，利用空间点按照数学模型的规律对地形的起伏进行有效描述，数据的来源就是公路设计时的地面资料，合理利用数字地面模型可以获取设计需要的高程数据，用来计算工程量，从而可以对各种路线方案进行优化和选择，同时对全景透视图的绘制可以检验设计的效果。可以为设计人员提供丰富的地貌信息、地物信息、自然环境信息和社会经济信息等。

（四）GPS和RTK技术的应用

利用全球定位系统具有无法比拟的优越性，可以全天候、连续性以及实时性进行精密的三维导航和进行精确的定位，还具有很强的抗干扰性能和保密性。GPS和RTK技术在公路的勘察和设计中也得到了广泛的应用，主要应用在一下技术:比如控制测量技术，大比例地形图的绘制，线路中桩的实地放样以及道路纵断放样和土石方计算等。在采用传统的测图方法时，一般先要建立控制点，再进行碎部的测量，最后绘制成图，不仅工作量很大，而且耗费时间，增加工作量。而采用GPS技术进行实时的动态测量，只要沿着规定好的线路对每个碎部点进行1到2分钟的测量，就能精确的获得每一个点的坐标。在采用GPS测量过程中，只需要将需要测量的中桩点坐标，正确输入到GPS的电子手簿中，里面的系统软件就会自动对放羊点进行准去的定位，而且这种技术对每一个点的测量都是单独完成的，所以不会因为累积而产生误差。

（五）遥感技术的应用

随着当前新的空间技术的快速发展，利用遥感技术制造的图像很宏观、逼真和丰富，在很大程度上为公路路线的设计提供便利。遥感技术的开发应用就可以把野外测量的现场搬进办公室进行详细的研究，同样具有很强的优越性，可以大大提高在公路选线上的质量，加快勘测设计的速度，还能有效的降低成本。遥感技术（RS），简单的说就是利用可见光、红外以及微波等探测技术从远距离、较高的空间以及外层空间的平台上，来识别地面物体的性质、形状和特点。它在公路勘察设计过程中的应用主要是科学合理的利用卫星照片或者像片的大量信息和内容，通过立体的观察和判译和计算机的处理，自动识别获得与公路路线设计有关的地质、地貌、水文等物质材料。充分利用遥感技术在公路工程勘察测量设计方面发挥了重要的作用，第一，可以帮助设计人员对所要施工的公路线路区域的地形地貌、水文景观、居住状况等进行简要的判别，帮助设计人员分析和了解这些因素对公路路线的影响，可以选择最优化的设计方案；第二，可以有效帮助设计人员及时了解地质条件对路线的不良影响，从而可以进行合理的更改，避免造成不必要的损失；第三，可以帮助设计人员能够提前发现和了解路线沿途的植被类型和农作物种植方式，就会使设计人员更能科学有效制定相应的环保策略，维护沿途的生态平衡；第四，能够帮助设计人员全面的具体的了解设计公路路线沿途建筑材料的分布、储存和运输，从而为施工创造更为便利的条件，提高施工的效率。

（六）GIS在公路设计中的应用

这种技术主要是以研究空间信息分布为主，可以将具有空间特征的信息可视化，帮助设计勘察人员能够更为清晰和直观的利用信息，还能有效提高工作人员的空间分析能力，在通常条件下采用Arc/info和Mapinfo等软件系统作为平台，这种地理信息系统多为宏观管理和决策分析提供服务，具体包括图形的显示、道路桥梁的信息以及公路管养信息的查询和图表输出等。

二、影响公路勘察设计自然地理因素

从地形地貌上讲，要注意路线沿途的地势，主要山地、平原、水库等，对相关的海拔进行科学精确的测量；要根据地质图进行实地的调查，主要包括附近比较大的地质构造，分析对路基的影响，对与有岩体较为破碎的地方，要采取有效的防护措施，还要对路线经过的不良地质，比如像淤泥等，在设计过程中要采取有效的办法进行处理；如果路线经过的部分区域地震活动比较频繁，就要按照国家公路工程抗震设计的有关规定对于这一地区的地震烈度，对沿线的桥梁和隧道进行合理有效的保护，确保万无一失；还要考虑到当地的气候条件，主要包括日照、雨量、风力、气温差异以及年平均的蒸发量；最后还要考虑到公路路线沿途的水文条件，比如河流、湖泊等，在降水季节河流水位的变化；地下水主要包括孔隙水、岩溶水以及基岩裂隙水，设计人员要进行详细严谨的勘察，避免在进行隧道和基坑挖掘过程中造成不良影响。

三、结语

随着科技的进步，公路勘察设计技术也会不断的向前发展。因此，在进行路桥专业设计时，要不断总结经验教训，积极引进先进的科学技术，淘汰落后的测量设计手段，采用新的设计理念，消除自然界中不良因素的影响，不断提高公路勘察设计的水平和效率，促进公路事业又好又快的发展。

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